(57)【要約】【課題】  ガラス膜全体の密着性を高めて、被処理面の種類による影響を低減し、広範囲の材料に適用することを可能にするとともに、高品質化によりガラス膜が本来求められる良好な表面状態を得て、常温に近い低温雰囲気での作業により短時間でガラス膜を形成する。【解決手段】  ガラス膜の形成にあたって、アンダーコート層を半ガラス化状態としてその上にトップコート層とを形成する技術を採用し、ガラス膜を多層構造とする。  アンダーコート層はペルヒドロポリシラザン系溶液により形成され、アンダーコート層形成時に、加熱処理により溶剤を揮発させて作業時間を短縮する。  トップコート層は、室温に近い低温雰囲気で形成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理面（Ｘａ，Ｘｂ）に塗布形成され半ガラス化処理されたアンダーコート層（２）と、該アンダーコート層の上に塗布形成されたトップコート層（４）とを具備する多層ガラス膜形成物。
【請求項２】
被処理面（Ｘａ，Ｘｂ）が、プラスチック表面であることを特徴とする請求項１記載の多層ガラス膜形成物。
【請求項３】
被処理面（Ｘａ，Ｘｂ）の上に半ガラス化状態のアンダーコート層（２）を塗布形成する工程と、該アンダーコート層の上にトップコート層（４）を塗布形成する工程とを有する多層ガラス膜形成物の製造方法。
【請求項４】
アンダーコート層（２）がペルヒドロポリシラザン系溶液により形成されることを特徴とする請求項３記載の多層ガラス膜形成物の製造方法。
【請求項５】
トップコート層（４）の塗布形成前に、アンダーコート層（２）を半ガラス化処理することを特徴とする請求項３または４記載の多層ガラス膜形成物の製造方法。
【請求項６】
アンダーコート層（２）を加熱して、溶剤成分を揮発させることを特徴とする請求項３、４または５記載の多層ガラス膜形成物の製造方法。
【請求項７】
被処理面（Ｘａ，Ｘｂ）にガラス膜（Ｇ）を付着形成する際に使用されるガラスコーティング材であって、被処理面に低温状態で仕上げ用ガラス膜となるトップコート層（４）を付与するためのトップコート剤と、該トップコート剤の塗布前に被処理面とトップコート層との間に介在させられアンダーコート層（２）を形成するために使用されるアンダーコート剤とからなり、アンダーコート剤がペルヒドロポリシラザン系溶液であることを特徴とする多層ガラス膜形成物の製造に使用されるガラスコーティング材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層ガラス膜形成物およびその製造方法とこれらに使用されるガラスコーティング材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属・プラスチックなどの表面に、適切なガラス膜を形成することにより、酸化防止を図ることや、耐食性、耐摩耗性、防汚性などを付与することが可能となる。
【０００３】
しかし、金属・プラスチッなどとガラス膜とでは、物理的特性および機械的特性や線膨張率などの差が大きいために、衝撃力や温度差によりガラス膜にクラックが入り易いなどの問題が残されている。
【０００４】
ガラス膜の形成を比較的低温雰囲気で行って、クラックなどの発生を低減するとともに、ガラス膜形成作業性を高める技術として、下記特許文献１，２，３などが挙げられる。
【特許文献１】特許２５３８５２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７６１１号公報
【特許文献３】特開２００３−３２７９０８号公報
【０００５】
特許文献１の技術は、２００℃以下の常温などでもガラス化し得る点で有用性が期待されるが、被処理面への接着作業性が優れているとは言えず、プラスチック製品などに適用した場合には、剥離や亀裂発生、黄化現象の発生、色むらの発生などが起因して、品質を損ね易くなる問題点が残されている。
特許文献２，３の技術は、常温に近い低温でガラス化し得るとともに、被処理面を選ばすにガラス膜を形成し得るものと期待されるが、使用可能な表面となるまでに、例えば１ケ月近い放置時間を要して、現場作業性の点で優れているとはいえず、また仕上げ面の美観が得られにくいという改良すべき点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、被処理材の種類によって左右されることなく、被処理面の表面状態による影響を低減するとともに、ガラス膜が本来求められる良好な表面状態を得ることを可能とし、加えて作業時間を数時間などに短縮する技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、多層ガラス膜形成物およびその製造方法とこれらに使用されるガラスコーティング材を提供して課題の解決を図るもので、以下に述べる前処理工程、アンダーコート工程、トップコート工程を包含している。
《被処理面の選択》
本発明で対象とする被処理物は、金属、木材、プラスチック（例えば塩化ビニール、ガラス繊維強化プラスチック）、ホウロウなどで、固体物であれば  原則として種類を問わない。
被処理物の表面（被処理面）は、それ自体が持つものが利用され、通常の仕上げ面であればよく、原則としてガラス膜の形成のための特別な仕上げ加工を必要としない。
《前処理工程》
被処理面に対しては、ガラス膜の形成を良好にするために、前処理工程が施される。
前処理工程は、望ましくは研磨工程、水洗工程、脱脂工程、拭き取り工程、乾燥工程の順に実施される。
研磨工程は、要求仕上げ面に対応した仕上げ面とするもので、要求仕上げ面が元の被処理物表面のままでいい場合には、汚れを除去する程度とされる。
水洗工程は、研磨工程で付着した研磨屑などの異物を洗い流すために実施される。
脱脂工程は、被処理面に油脂分が残留している可能性を考慮して脱脂処理するものであり、脱脂剤としてはアルカリ系洗剤（例えば石鹸水）が使用される。
水洗工程は、アルカリ系洗剤を被処理面から除去する目的で付加される。
拭き取り工程は、水洗時の水分を除去する目的で付加される。
乾燥工程は、被処理物表面の水分を完全に除去する程度で、かつ被処理面の耐熱性を損なわない程度に実施される。
《アンダーコート工程》
前処理工程により清浄化された被処理面には、プライマー処理形態のアンダーコート層が形成される。
アンダーコート工程は、アンダーコート剤塗布工程、溶剤除去工程、放冷工程の順に実施される。
アンダーコート剤は、望ましくは比較的低温でシリカ膜に転化し得る無機ポリマーのペルヒドロポリシラザン（以下ポリシラザンと略す）系溶液が選択される。かかるポリシラザン系溶液は、例えば特許文献２・３のものが適用可能で、溶剤（溶媒）としてキシレンなどが適用される。この場合にあって、類似するポリシラザン系溶液を排除するものではない。
塗膜厚さは、塗装方法によって左右されるが、おおよそ0.1μm〜数μm程度（手塗りやスプレー塗装では0.2μm程度が目安）で運用され、塗装方法については特に限定しない。
塗膜厚さは、ポリシラザン系溶液の溶剤比によっても調整される。
溶液濃度も、塗装方法によって調整されるが、概略0.5％程度以上（上述の手塗りやスプレー塗装では１％程度が目安）であれば許容度を大きく設定することが可能である。
溶剤除去工程は、被処理面の耐熱性を損なわない程度の加熱処理によって、数秒〜数10秒程度（上述の手塗りやスプレー塗装では5秒〜10秒程度が目安）の短時間でアンダー塗膜を勘案して実施される。加熱により溶剤を蒸発させて除去することにより、シリカ分を被処理面に残留させた状態とする。
この溶剤除去工程では、完全なシリカ転化を行うことを必ずしも意図せず、プライマー処理を意図するものであり、いわば半ガラス化処理が施される。
放冷工程は、加熱面を自然放置（放冷）して、室温まで冷却することにより実施される。通常の場合、溶剤除去作業を部分的に実施すると、アンダーコートによる薄いガラス膜（アンダーコート層）が形成された状態となり、作業箇所には数分後に指触性（指で触ってもべとつかない状態）が得られる。
アンダーコート層は、溶剤の蒸発除去により厚さが減少するが、塗膜の厚さは減少分を勘案して設定される。
《トップコート工程》
半ガラス化状態のアンダーコート層の上には、望ましくは常温雰囲気でトップコート層が形成される。
トップコート工程は、トップコート剤塗布工程、養生工程の順に実施される。
トップコート剤は、常温または低温でガラス化する常温コート剤が適用される。
常温コート剤は、主剤、硬化剤、希釈剤の混合材で、希釈程度によりクリーム状または液状に調整される。
かかる常温コート剤としては、前述した特許文献１のものや、同様の性能を有するガラス化剤などが適用される。この場合にあって、常温または許容範囲の温度でガラス膜を形成し得るとともに、良好な仕上げ性が得られるものであればよい。
トップコート層の塗膜厚さにあっても、塗装方法によって左右されるが、おおよそ１μm〜数10μm程度（手塗りでは10〜20μｍ程度が目安）で運用され、完全なガラス化後にはアンダーコート同様厚さが減少する。
トップコート剤塗布作業は、塗布方法を限定するものではないが、通常の場合、作業性に加えて仕上がり面の平滑さが求められる。
《養生工程》
トップコート工程後、通常自然放置により養生される。トップコート層の表面は、室温・大気中において数時間自然放置することにより指触可能でかつ使用可能状態となり、さらに２週間の室温・大気中放置で完全な硬化状態に至ると推定される。
【発明の効果】
【０００８】
（１）ガラス膜の形成にあたって、アンダーコート層を半ガラス化状態としてその上にトップコート層を形成することにより、ガラス膜全体の密着性を高め、被処理面の種類による影響を低減し、広範囲の材料に適用することができる。
（２）被処理面にアンダーコート層を介在させてガラス膜を形成することにより、ガラス膜の剥離や亀裂の発生を抑制することができる。
（３）ガラス膜を多層構造とすることにより、ガラス膜の黄化現象の発生や色むらの発生を抑制し、高品質化を図ることができる。
（４）アンダーコート層形成時に加熱処理と半ガラス化処理とを行うことにより、常温に近い低温でガラス化し得るとともに、緻密なガラス膜を形成することができる。
（５）アンダーコート層とオーバーコートとの併用により、従来に比較して短時間でガラス膜を形成し得るとともに、現場作業性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
被処理面にガラス膜を付着形成する際に、半ガラス化処理されたアンダーコート層と該アンダーコート層の上に塗布形成されて仕上げ用ガラス膜となるトップコート層とによる多層ガラス膜が採用される。
被処理面にあっては、材料の種類や表面状態を特に問うものではなく、金属、金属、木材、プラスチック、ホウロウなどで、固体物に適用することができる。
アンダーコート層にあっては、ガラス主剤のペルヒドロポリシラザン系溶液、例えば特許文献２，３の技術やその類似するものが適用可能である。
アンダーコート層は、塗膜0.1μm〜数μm程度（手塗りの場合には0.2μｍ前後が目安）で、かつガラス主剤を被処理面に付着し得るものであれば、濃度を特に限定するものではないが、被処理面の耐熱性を損なわない程度の加熱処理によって、数秒〜数10秒程度の短時間で溶剤を蒸発させて除去することにより、シリカ分を被処理面に残留させた状態とする。
溶剤除去工程では、完全なシリカ転化を行うものではなく、半ガラス化処理が施される。
トップコート層にあっては、半ガラス化処理状態のアンダーコート層の上に、低温状態で仕上げ用ガラス膜を形成し得るものが適用され、トップコート剤塗布工程、養生工程の順に実施される。
トップコート剤は、常温または低温でガラス化する常温コート剤が適用され、前述した特許文献１のものや、同様の性能を有するガラス化剤などが適用される。
トップコート作業時の塗膜厚さは、塗装方法によって左右されるが、おおよそ１μm〜数10μm程度（手塗りの場合に10〜20μｍ程度が目安）で運用され、塗布方法を限定するものではないが、通常の場合、作業性に加えて仕上がり面の平滑さが求められる。
トップコート工程後、通常自然放置により養生され、室温・大気中において数時間自然放置することにより指触可能でかつ使用可能状態となる。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明に基づいて、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）製の浴槽表面にガラスコーティング処理をする場合のフローチャートを示すものである。
以下、フローチャートに基づき順次説明する。
【００１１】
「Ｓ１」：前処理工程Ａ（研磨）：前述したように、本発明で対象とする被処理物は、原則として種類を問わず、被処理物の表面（被処理面）は、それ自体が持つものが利用され、通常に仕上げされているものでは、原則としてガラス膜の形成のための特別な仕上げ加工を必要としない。
しかし、ここでは被処理対象物が数年使用したＦＲＰ製浴槽であるため、汚れなどを勘案して、ガラス膜の形成を良好にするために、前処理工程を施した。
研磨工程は、要求仕上げ面に対応した仕上げ面とするもので、要求仕上げ面が浴槽表面のままで問題ないため、汚れを拭き取る程度とした。
【００１２】
「Ｓ２」：前処理工程Ｂ（水洗）
水洗工程は、前工程で付着したままの異物を洗い流すために実施した。
【００１３】
「Ｓ３」：前処理工程Ｃ（脱脂）
脱脂工程は、被処理面に油脂分が残留している可能性を考慮して脱脂処理した。脱脂剤としてアルカリ系洗剤（石鹸水）を使用した。この場合の洗剤濃度は、特に限定するものではない。
【００１４】
「Ｓ４」：前処理工程Ｄ（水洗）
水洗工程は、アルカリ系洗剤を被処理面から完全に除去し得る程度に付加した。
【００１５】
「Ｓ５」：前処理工程Ｅ（拭取り）
拭き取り工程は、水洗時の水分を除去する目的で付加した。
【００１６】
「Ｓ６」：前処理工程Ｆ（乾燥）
乾燥工程は、被処理物表面に付着している水分を完全に除去する程度で、かつ被処理面の耐熱性を損なわない程度の温度で実施した。
【００１７】
「Ｓ７」：アンダーコート工程
被処理面に、プライマー処理形態とするアンダーコート層を形成した。アンダーコート工程は、アンダーコート剤塗布工程、溶剤除去工程、放冷工程の順に実施した。
アンダーコート剤塗布工程では、比較的低温でシリカ膜に転化し得る無機ポリマーのペルヒドロポリシラザン（以下ポリシラザンと略す）溶液が選択され、かかるポリシラザン系溶液としては、特許文献２・３に準じて調整された低温仕様のものを適用した。
ポリシラザン系溶液の溶剤（溶媒）としてキシレンを選択した。
なお、類似するポリシラザン系溶液やキシレン以外の溶剤を排除するものではない。
塗装方法は、布（ウエス）に溶液を染み込ませた手塗り作業とし、アンダー塗膜厚さは、概略推定0.1〜0.2μm前後とした。
【００１８】
「Ｓ８」：加熱工程（溶剤除去）
溶剤除去工程は、工業用ドライヤーを使用し、被処理面の耐熱性を損なわない程度で、熱風を直接アンダーコート層に５秒前後当てて、揮発分である溶剤を蒸発させて除去した。
浴槽全体を１０分程度の加熱作業で溶剤を除去した。
この溶剤除去工程は、アンダー塗膜がべたつかない状態（指触性状態）となるまで続行され、アンダー塗膜がシリカ膜に大部分転化した半硬化ガラス化状態とする目的で行った。
【００１９】
「Ｓ９」：放冷工程
ドライヤーの熱風を利用した溶剤除去作業では、部分的な加熱となり、作業箇所の移動とともに、加熱後のアンダーコート部分が大気中にそのまま放置されて自然冷却される。
【００２０】
「Ｓ10」：指触性有無の判断
半硬化ガラス化状態の程度を、指触性の有無により判定した。アンダーコート層の全域に指触性が得られた場合にはＳ11に移行し、指触性が得られていない場合には、Ｓ９の放冷工程を続行した。
なお、アンダーコート層の厚さは、溶剤の蒸発除去により減少状態になる。
【００２１】
「Ｓ11」：トップコート工程
アンダーコート層の上には、常温コート剤によるトップコート層を形成した。
トップコート工程は、通常トップコート剤塗布工程、養生工程の順に実施されるが、常温コート剤として、前述した特許文献１に記載の常温または低温でガラス化する常温コート剤の市販品を使用した。
この常温コート剤は、主剤、硬化剤、希釈剤の混合材で液状に調整したものを使用した。
トップ塗膜の厚さは、手塗りによりおおよそ10μm程度とした。
トップコート剤の塗布作業は、特に仕上がり面の平滑さに注意して実施した。
【００２２】
「Ｓ12」：養生工程（経時硬化）
トップコート剤として常温コート剤を使用したため、塗布作業後、自然放置によって養生した。常温（２５℃）雰囲気の大気放置で約４時間後に指触性が得られた。
【００２３】
「Ｓ13」：作業終了
４時間以上の大気放置による養生で使用可能な状態となり、直後から水を張って温水とし、通常の風呂として毎日使用に供し、以下、６ヶ月の使用で支障が発生しないことを確認した。
なお、トップコート層の表面は、室温・大気中において自然放置時間を延長することにより、通常２週間の室温・大気中放置で完全な硬化状態に至るとされている。
【００２４】
「Ｓ14」：トップコート層なし製品
Ｓ10において、トップコート層が必要ない場合や、アンダーコート層の多重塗りが必要な場合などでは、トップコート層を省略して必要な処理がなされる。
【実施例２】
【００２５】
図２ないし図８は、本発明に基づいて、塩化ビニールパイプの表面および内面にガラスコーティング処理をする場合の作業順を示すものである。なお、各工程の諸条件は、実施例１に準じた。
【００２６】
図２は、作業実施前の対象物である硬質の塩化ビニールパイプＰを示し、表面および内面が被処理面Ｘａ，Ｘｂである。
【００２７】
図３は、被処理面Ｘａ，Ｘｂに無機ポリマーのペルヒドロポリシラザン系溶液を塗布して、アンダー塗膜１を形成した状態を示している。
このアンダー塗膜１は、溶液塗布後に布で平らに伸ばすことにより形成した。
【００２８】
図４は、加熱手段（ドライヤー）Ｈにより熱風をアンダー塗膜１に吹き付けて、溶剤を揮発させる作業状態を示している。
１箇所10秒程度の加熱処理で溶剤をほぼ除去した状態（半ガラス化状態）にすることができた。
【００２９】
図５は、アンダーコート層２を形成した状態を示している。
【００３０】
図６は、アンダーコート層２の上に、常温コート剤を塗布して、トップ塗膜３を形成した状態を示している。
【００３１】
図７は、トップ塗膜３を常温大気中で放置して養生している状態を示している。この養生により揮発分が除去される。
【００３２】
図８は、養生後の状態、つまり、塩化ビニールパイプＰ、被処理面Ｘａ，Ｘｂにアンダーコート層２およびトップコート層４のガラス膜Ｇが形成された状態を示している。
塩化ビニールパイプＰは、ガラス膜Ｇの形成により、耐食性、耐摩耗性、耐熱性などが付与される。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
ガラス膜の形成対象物は、大きな曲げなどの変形を伴わないものであれば、多くの固体物に対して適用可能である。
例えば、適用材料は、金属、プラスチック、ゴム、タイル、ガラス、石材、木材、繊維これらの複合材料などを包含し、防汚性、耐熱性、耐食性、耐磨耗性、美観などが必要な表面に対して適用される。
アンダーコート層の形成回数は、ガラス膜と被処理面との物性や組成の相違が大きい場合に、複数回塗布して多層構造とする技術が採用される。
ガラス膜の厚さが要求される場合にあっても、アンダーコート層で厚さを稼ぐことが望ましい。
トップコート層の指触性を得るためまたは作業時間短縮を図るため、加熱することが有効であるが、防塵雰囲気で実施される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１におけるガラスコーティング処理工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例２における作業実施前の対象物を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例２におけるアンダー塗膜作業状態を示す正断面図である。
【図４】本発明の実施例２における溶剤除去作業状態を示す正断面図である。
【図５】本発明の実施例２におけるアンダー層形成状態を示す正断面図である。
【図６】本発明の実施例２におけるトップ塗膜形成状態を示す正断面図である。
【図７】本発明の実施例２におけるトップコート層養生状態を示す正断面図である。
【図８】本発明の実施例２における多層ガラス膜形成物を示す正断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｐ  塩化ビニールパイプ
Ｘａ  被処理面
Ｘｂ  被処理面
１  アンダー塗膜ｒ
２  アンダーコート層
３  トップ塗膜
４  トップコート層
Ｇ  ガラス層（ガラス膜）
Ｈ  加熱手段（ドライヤー）
【図１】
2005343014.tif 000003
【図２】
2005343014.tif 000004
【図３】
2005343014.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005343014.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005343014.tif 000009
【図８】
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